电气工程学基础与节能技术

《电气工程学基础与节能技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气工程学基础与节能技术（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电气工程学基础与节能技术 能源管理师培训 苏州节能管理进修学院 基础理论： 一.电磁学概论 二.电工学与电子技术基础知识 三.电力基础知识 工程学： 四.电机与拖动 五.电气线路 六.高压电器与成套设备 七.低压电器与成套设备 八.自动控制理论 九.电气测量基础 节能技术： 十.输变电 十一.电机系统 十二.电化学 十三.电加热 十四.照明 三人行有吾师（交互）、复杂简单、理论实践、节能省钱 第十章：输配电系统节能技术（电力需求侧管理 ） 输变电系统、供配电系统的节能方法与措施、供 配电系统的谐波抑制技术 目 录 第四章电机与拖动 电机分类、变压器及其应用、直流电动机、异步电动机 第十一章电机

2、系统节能技术 电机系统、常用机械负载的特性、风机和泵类负载的节能、电动机经济运行及软 启动节能技术、变频调速节能技术、空气压缩机节能技术、制冷压缩机节能技术 第十二章电化学节能技术 电化学简介、电化学基础知识、电化学工业的主要节能技术 第十三章电加热节能技术 电加热设备、电加热设备节能技术 第十四章照明节能技术 照明与光源、照明节能措施、采用高效电光源节电量的计算 节约用电管理办法 评价企业合理用电技术导则 产品电耗定额和管理导则 官方依据： 电机与拖动 电机占用电总量约75%（四分之三），值得研究 一.电机分类 分类：发电机、电动机、变压器/变频机/变流机/移相器、控制电机/伺服电机 同步电

3、机：恒转速 二.变压器及其应用 电磁感应原理，电生磁，磁生电，电能的隔离传输靠交变磁场完成； 变压器、互感器 三.直流电动机 电生磁，磁磁的吸/斥，产生机械力（转矩）。产生启动/制动转矩大，调试性能好，调 速范围广，平滑调节，机械式换流器（整流片+碳刷）寿命短，电子式（无刷）功率 小。 四.异步电动机 典型的三相异步电动机，定子产生旋转磁场，转子导体感应出电流，电流产生磁场，磁 磁的吸/斥，产生机械力（转矩）。根据负载大小自动改变转差率1-9%，同步则无感 应。 输配电 电力系统构成：发电、变电（升）、输电、变电（降）、用电 一次设备（动力系统）、二次设备（测控系统） 为什么用50赫兹三相交流

4、电？ 利用电磁转换进行变压器升压降压，电动机用的旋转磁场最少要三相，选50赫兹是磁性材料允许损耗 输变电节能 节能发展趋势：低阻导向、高效变压器、静止无功补偿； SVG是通过电力电子器件 IGBT和相应控制电路，对系 统检测到的无功功率进行抵 消，即：系统产生多大的无 功功率，SVG就产生多大的 无功功率，但这个无功是与 系统无功反相的，将系统无 功抵消。只要IGBT的开关频 率足够快，不仅可以抵消系 统的无功，还能抵消系统的 谐波，这就是APF。电容补 偿是通过减小cos来较小系 统的无功损耗，而SVG则是 通过抵消来消除无功损耗 的。 电容器是静止的无功补偿元 件，而调相机是转动的无功 补

5、偿元件。 供配电系统的节能 方法与措施 头尾同步检测压降， 直接定量测量线损 设备端单点双参数同 步测量线损 线损率7%以上，集中补偿损耗，无功经济当量，电压 偏高损耗 节能方法与措施：减少线损、减少运行线损、变压器节能、无功补偿； 让我们看看，一个正弦波在5次谐波和7次谐波的影响下怎样发生畸变(失真)。（相对于 基波的24%和9%）。 7th harmonic 5th harmonic fundamental harmonics distorted wave fundamental 基波和谐波 引起的失真波形 供配电系统的谐波抑制技术 节能监察注重谐波有功消耗，本系统能 直接测量“谐波有功”

6、 谐波有功 谐波：危害、抑制技术、抑制效益、谐波标准； 电机系统节能 一.电机系统170 电机与电机产生的机械能驱动的对象 组成的系统叫电机系统 二.常用机械负载的特性175 泵类 流量-流程Q-H，流量-轴功率Q-N，效率公式，速度对其他参数的关系？ 风机 全压-流量 恒功率 转速*转矩=恒定 恒转矩 转矩恒定 三.风机和泵类负载的节能176 量很大，总电量的30%，值得研究，老款多，初装余量大，有30%节能空间 四.电动机的经济运行及软启动节能技术178 经济运行主要是无功线损，无功经济当量 软启动节能主要是启动是的机电安全及电能浪费 五.变频调速节能技术181 风机调速节能明显 水泵调速

7、要考虑扬程（压力） 要闭环，选闭环参数 谐波损耗和电网干扰（安全） 六.空气压缩机节能技术186 合理压力，漏气， 随需量变速 无功线损 多机并联，各自调控，引起紊乱， 七.制冷压缩机节能技术188 需求变化的，自己有调控，不需要改造，对系统加装调控有效，无功应动态补偿（ 看根据线损大小而定） 电化学节能 一.电化学简介191 电能与化学反应，达到工艺目的 通过化学反应产生电能 如电池，蓄电池放电 消耗电能进行化学反应 如蓄电池充电，电解： 电镀、电解加工、电解磨削、电化学抛光、电铸、电泳 直流电发生器（交流转直流）效率问题 二.电化学基础知识195 正负电离子的有序迁移，改变化学特性 三.电

8、化学工业的主要节能技术205 装置合理、生产工艺、改进电极、添加剂、高效整流、供电网络、随动跟踪控制、 保温、 电加热节能 一.电加热设备215 电能转换成加工工艺需要的热能 热效率高（但是电效率低），反应快，温度可控，能积大 电阻、电弧、感应、远红外、电子束、等离子、微波、电磁灶 二.电加热设备节能技术225 管理，减少浪费 提高转换设备效率、优化装置、改进工艺、减少线路损耗：谐波，无功，发热 照明节能 一.照明与光源235 电光源、灯具、直接高温发光、电弧、冷光源 气体、LED发光、流明、光照度 二.照明节能措施240 配置合理、高效光源、高效灯具、辅佐设备高效（镇流器、变流器）、控制 三

9、.采用高效电光源节电量的计算245 发光效率：光通量，流明/W， 白炽灯15，日光灯50，太阳灯94，钠灯120，节能灯60-80，LED80-130 光照度，勒克司度（lux），100-500 年使用时间，前后差值 电力需求侧管理 上位文件 2015.4.7 2015.4.7 2010.11.4 2015.6.15 省钱几招 一. 降低电费单价： 1. 减少需量电费：控制最大需量，少交“需量”电费。2-3% 2. 减少（尖）峰电费：避峰运行某些设备、改变工艺时序。3-5% 3. 直购电：2.5-4分/度。5% 二. 减少用电量： 1. 减少企业内部供配电损耗（主要是线损）。2-3% 尽量就地

10、无功补偿 源头改终端，降低线损。2-3% 供电电压偏高 下调电压，降低末端线损。2-3% 尽量就地消谐措施 终端消谐，全网得益。5-10% 2. 精细化电能管理 行为管理 班次比较、空开机监管 3-5% 主动安全 自动值班、自动巡检；主动安全；故障过程记录分析。 三. 提高工艺设备能效：5-25% 空压机、水泵、风机的个性化实际能效诊断后针对性改造替换。 结合工艺进行电能诊断，针对性优化工艺。对标诊断。 优化用电与需求响应 高峰电价8小时（国家项目 ） 苏州高峰4小时（苏州项目：优化用电） 根据负荷曲线及相关资料，按序寻找： 1.寻找局部高峰电价8小时转移项目； 2.寻找局部苏州高峰4小时(1

11、小时)转移项目 ； 3.寻找尖峰电价2小时转移项目； 4.寻找电力紧张时主动少量让电项目； 尖峰电价2小时(7-8月，增收0.1元/度) 最大需量 电网公司最新标准 行业标准 国家标准 1分钟平均负荷需量 与固定15分钟平均相比 ，1分钟采集计算可以 提前做出趋势判断，及 时调控负荷，抑制最大 需量。如果在前5-10分 钟做出调控，15分钟平 均负荷就会减小，更省 需量电费！ 电费清单 需量优化 1150kW 950kW 班次管控 利用现代工业的特点（一群人操作一群设备生产同样的产品），只 需非专业的简单比较，就能实现全员节约用电的动态管控。 空开机浪费 空开机浪费： 本例浪费=7.5小时42

12、.6+1小时80=400kWh(度) 监控设备电机运行状态、操作(人员)是否规范、产品质量是否稳定 无功诊断 当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料 统计，当供电电压为额定值的110%时，一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时， 无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常 工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。P=U2/R，1.1*1.1=1.21, 电压高10%，无功增21%，非线性时达35%，无功经济当量10%计算，有3.5%的损耗！谐波可能 还要大，我们从来没有对线损变损测

13、量分析诊断过！ 谐波损耗 消谐效果 脉动设备诊断 空压机节能空间诊断: 电能效率=50% （不含电气转换效率） 注塑机节能空间诊断 11530=345028125=3500 平台工具的功能 自动抄表 需求响应 节能诊断 DSM管理系统 全时全能的电管工具：实时管控、连续记录、动态统计 主动安全 科学用电 节约用电 安全用电 有序用电 集成的工具 集成的管理 管理目标：节能、安全、省钱 用户(客户)端功能 有序用电节约用电安全用电节能监测经济用电 限电预案 需量响应 时段电费 实时汇总 班次考核 单耗统计 配网监控 设备运行 安全分析 耗电时比 耗电类别 负载特性 运行评估 优化方案 保护设置节

14、能空间 谐波分析节能量认定 沙钢润忠 211 节电项目 50% 苏钢集团 3#空压机，节能诊断 华芳金田 1车间控压与2车间控压对比 基础管理 用户设置 设备台账 数据交换 精细化 时域的精细化； 地域的精细化； 多点多指标同步 灵活便捷的通讯组网方式 用户路由器 互联网Internet 485-TCP485-TCP-WIFI485-GPRS WIFI-3G 485-TCP-WIFI ZigBee 用户移动工作站 后台运维 专家服务 工控总线 局域网通讯 电力载波 云计算 云服务 虚拟服务器 企业1、企业2、. .企业n 测控仪 导轨安装 电测仪 磁吸/机箱安装 系统组成 不停电快速无损安装

15、不占用企业网络资源 主动安全 平台介绍国家平台技术规范 选择平台忠告： 建议：不听忽悠，专业判别，一步到位！ 比喻：欧4标准已经出台，尽管市场起步阶段 不禁止欧2欧3进入市场，但日后肯定会逐步 淘汰，到时要么花钱升级，要么花钱更新！ 采集（记录）间隔1分钟曲线 ： 需量曲线（与供电系统的“实际需量”同步，需量就是最大负荷或峰值负荷） 功率曲线 需量曲线 总谐波功率曲线： 谐波曲线 三项专业指标 3.3 企业根据受电端至用电设备的变压级数，其总线损率分别应不超过以下指标： a)一级 3.5%；b)二级 5.5%；c)三级 7%。 3.4 企业受电端电压在额定电压允许偏差范围内，企业用电设备的供电

16、电压偏移值不应超过额定电压5%。 3.5 调整企业用电设备的工作状态，合理分配与平衡负荷，使企业用电均衡化，提高企业负荷率，根据不同的 用电情况，企业日负荷率应不低予以下指标： a)连续性生产 95%；b)三班制生产 85%；c)二班制生产 60%；d)一班制生产 30%。 3.6 企业单相用电设备应均匀地接在三相网络上，降低三相电压不平衡度供电网络的电压不平衡度应小于2% 。 3.7 企业在挺高自然功率因数的基础上，应在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备，在企业最大负荷时的 功率因数应不低于0.90；低负荷时，应调整无功补偿设备的容量，不得过补偿。 3.8 企业应根据用电负荷的特性和变化规律，正确选择和配嚣变压器容量和台数，通过运行方式的择优，合理 调整负荷，实现变压器经济运行(实测二端计量数据，直接得出效率，免除复杂的计算，